基于sopc技术的数控机床控制

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文基于SOPC技术的数控机床控制姓名：庞海静申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：崔桂梅20080616内蒙古科技大学硕士学位论文摘要数控系统是我国经济建设中的一项重要产业，它与国民经济各行各业发展密切相关。其控制对象非常广泛，作为其最典型的控制对象，数控机床在工业经济发展中占有非常重要的位置。现在经济型数控机床在国内使用非常广泛，该类型机床大多是以步进电机为驱动的开环控制数控系统，论文对传统的控制方法进行分析、讨论。提出了与传统软件控制的单轴插补算法不同的

2、双轴联动直线插补算法。首先，针对机床在高速启停时造成的冲击或振荡，在双轴联动直线插补算法的基础上，实现对步进电机的加减速控制，并给出实现控制过程所需参数的公式。其次，基于SOPC技术建立NIOSⅡ系统，加入异步收发器完成与上位机的数据传输功能，完成对数据的计算和处理；并以硬件描述语言（VHDL）实现控制插补器中的插补功能。最后，在QuartusⅡ软件开发平台上对插补器进行了仿真；并以FPGA为硬件基础将配置程序下载到以Cyclone为主芯片的开发板上，并调试。实验结果表明，该双轴联动直线插补器能够

3、实现双轴直线插补功能，控制效果良好。关键字：步进电机；直线插补；双轴联动；加减速控制；SOPC；NiosII-I-内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractTheCNCsystemisanimportantindustryintheeconomicconstructionofourcountry,itiscloselyrelatedtoeverywalkoflifeofnationaleconomy.TheCNCmachinetoolasoneofitscontrolobjectsareverye

4、xtensiveoccupiedtheimportantpositionintheindustrialeconomyfield.Recently,theeconomicalnumericalcontrollatheswereusedextensively,mostofthatareopen-loopsystembysteppingmotor.Analyzeanddiscussthetraditionalcontrolmethod.Anewcontrolmethodfordouble-axisste

5、pmotoracceleratinganddeceleratingatthesametimewasputforward.Firstofall,inordertoavoidshockingthemachine,basedonthelinearinterpolationalgorithmofdouble-axisandtwodimensional,bytwosteppermotorsdirectedtoXandYcontrolledthroughasetofcirculardistributorand

6、driving-circuit,atransitionmaybesteadybetweenthestartingandstoppingwithhighspeed.Theformulasweregiven.Secondly,basedonSOPC,establishtheNIOSⅡsystemtoaccountanddisposalthedata,andusetheUARTtotransmitthedatatoPC;then,implementtheinterpolationbyVHDL.Final

7、ly,simulatetheinterpolatorintheQuartusⅡ,anddownloadtheprogramtothedevelopmentboardwithCyclonemainchip.Thesimulationresultgivesgoodcontroleffect,andshowstheeffectivenessofthisalgorithm.Keywords：StepMotor；IinearInterpolation；Double-AxisCooperationContro

8、l；Acceleration/DecelerationControl；SOPC；NiosII-II-独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得内蒙古科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名：___________日期：____________关